升力体高超声速飞行器横向气动特性研究 被引量：8

1

作者 高清 李建华 李潜 《实验流体力学》 CAS CSCD 北大核心 2015年第1期43-48,共6页

升力体高超声速飞行器具有较高升阻比,但稳定性尤其是横侧向稳定性差,研究表明,在横侧向两个方向中,横向稳定性更弱。为了深入理解升力体高超声速飞行器最薄弱的横向稳定性问题,进行了两种典型升力体高超声速飞行器滚转动稳定特性的风... 升力体高超声速飞行器具有较高升阻比,但稳定性尤其是横侧向稳定性差,研究表明,在横侧向两个方向中,横向稳定性更弱。为了深入理解升力体高超声速飞行器最薄弱的横向稳定性问题,进行了两种典型升力体高超声速飞行器滚转动稳定特性的风洞试验研究。试验采用自由振动方法,试验马赫数5和6,单位雷诺数分别为Re/L=2.3×107和2.0×107。试验结果表明:升力体模型一在小迎角就出现自激振动,判断是由于头部存在非对称转捩引起,通过在模型前体顺气流方向布置绊线促使流动在绊线处对称转捩的方式,有效抑制了模型的自激振动,并使受激后的滚转自由振动曲线线性增强,滚转动态稳定性增加;升力体试验模型二的滚转非定常气动力的试验中模型的振荡具有较强多频谱和周期性特征,对该试验模型加绊线前多种状态的滚转非定常振动曲线进行的谱分析发现,它们都存在除机械阻尼外的3个振动频率,说明高超声速横向绕流有3个特征尺度,即横向分离或转捩流动有3个不同的尺度。建立由这3个振动频率余弦和形式表达的滚转力矩数学模型。从数学模型值与相应气动数据的对比来看,3个振动频率建立的数学模型捕捉了升力体高超声速飞行器滚转非定常气动力试验曲线的基本趋势,也涵盖了滚转力矩主要的量值范围。 展开更多

关键词 升力体高超声速飞行器 横向稳定性 非对称转捩 风洞试验 多尺度

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综合离心力/气动力的升力体高超声速飞行器纵向运动建模研究 被引量：12

2

作者 鲍文 姚照辉 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第1期128-133,144,共7页

针对综合离心力/气动力的吸气式升力体高超声速飞行器,建立了飞行器刚体动力学矢量模型,得到了面向巡航控制的纵向运动模型。考察了地球曲率半径与自转角速度对高超声速飞行器运动建模的影响模式;分析了地球曲率半径对飞行器径向受力、... 针对综合离心力/气动力的吸气式升力体高超声速飞行器,建立了飞行器刚体动力学矢量模型,得到了面向巡航控制的纵向运动模型。考察了地球曲率半径与自转角速度对高超声速飞行器运动建模的影响模式;分析了地球曲率半径对飞行器径向受力、稳态特性与动态响应的影响。分析表明:对于高超飞行器,离心力等惯性力对升力的贡献已到了相当的比例,在建模时必须考虑;对飞行器高度、俯仰动态模态影响剧烈,同样需要特殊对待。 展开更多

关键词 综合离心力/气动力 升力体高超声速飞行器 纵向运动建模 地球曲率半径 离心力

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逆向射流对高超声速升力体构型的减阻特性研究

3

作者 王林 王宇楠 +3 位作者 罗振兵 周岩 谢玮 刘强 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期881-892,共12页

在高超声速飞行过程中,飞行器往往会面临巨大的阻力,严重限制了其飞行性能,并增加了飞行器表面的热负荷和材料应力。针对这一问题,通过数值模拟系统地分析了射流孔数量、位置和攻角对升力体减阻性能的影响。研究结果表明,随着射流孔数... 在高超声速飞行过程中,飞行器往往会面临巨大的阻力,严重限制了其飞行性能,并增加了飞行器表面的热负荷和材料应力。针对这一问题,通过数值模拟系统地分析了射流孔数量、位置和攻角对升力体减阻性能的影响。研究结果表明,随着射流孔数量的增加,整体减阻率显著提高,有效降低了升力体头部的高压区域,但也导致四周流场的不稳定性增强。射流孔位置对激波脱体距离和“气膜”厚度具有重要影响。此外,增大攻角会导致整体减阻率下降,但对局部减阻率影响较小,同时会增加上下壁面之间的压差。进一步比较研究发现,在20 km和55 km高空条件下,这3种因素对减阻性能的影响规律保持一致。研究结果为设计高效减阻方案提供了重要参考。 展开更多

关键词 逆向射流 减阻 升力体 高超声速飞行器 激波

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高超声速滑翔式再入飞行器最大航程飞行轨迹分析 被引量：12

4

作者 丁洪波 蔡洪 +1 位作者 张士峰 李安梁 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期67-72,共6页

针对航程最大的再入问题,研究了高超声速滑翔式再入飞行器的飞行轨迹特性。使用Legendre伪谱法进行轨迹优化,得到最优轨迹。分析了路径约束对轨迹的影响,以及在路径约束下控制量对飞行轨迹的影响。根据控制量的取值规律,提出一种升力系... 针对航程最大的再入问题,研究了高超声速滑翔式再入飞行器的飞行轨迹特性。使用Legendre伪谱法进行轨迹优化,得到最优轨迹。分析了路径约束对轨迹的影响,以及在路径约束下控制量对飞行轨迹的影响。根据控制量的取值规律,提出一种升力系数的分段直线取值模型。数字仿真表明,通过该模型得到的飞行轨迹与最优轨迹类似,且航程相差很小,可以作为一种使航程最大的轨迹控制方法。 展开更多

关键词 高超声速滑翔式再入 航程最大 轨迹 伪谱法 升力系数 分段直线取值模型

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一体化外形的高超声速飞行器升阻特性研究 被引量：23

5

作者 罗金玲 徐敏 刘杰 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第6期1478-1481,共4页

针对吸气式高超声速飞行器气动/发动机一体化耦合的特点,阐述了高超声速飞行器存在推力-阻力平衡、升力-重力平衡、力的界面划分等问题;分析了飞行器主要部件的受力情况及对整个飞行器阻力、升力的影响,算例分析表明,发动机内通道产生... 针对吸气式高超声速飞行器气动/发动机一体化耦合的特点,阐述了高超声速飞行器存在推力-阻力平衡、升力-重力平衡、力的界面划分等问题;分析了飞行器主要部件的受力情况及对整个飞行器阻力、升力的影响,算例分析表明,发动机内通道产生负升力,后体产生正升力,发动机的合升力为负值;介绍了气动/发动机力的界面划分的两种方法及其应用,给出了研究推力-阻力平衡、升力-重力平衡、升阻比特性时应采用的划分方法;利用Bruguet航程公式研究了飞行器的航程与升阻比的关系,证明高超声速飞行器的航程存在极限值。 展开更多

关键词 高超声速 吸气式飞行器 升力 阻力 升阻比

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一种临近空间高超声速飞行器翼舵干扰研究 被引量：6

6

作者 邓帆 任怀宇 +2 位作者 谢峰 李绪国 梁杰 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第6期741-747,共7页

在临近空间区域内飞行的高超声速飞行器对舵面操纵特性提出了严苛的要求,在高空高速条件下主翼对舵效有严重影响。通过风洞试验对带全动舵升力体的高超声速升阻特性进行了研究,发现由于主翼的遮挡效应,负舵偏比同舵偏值的正舵偏对升力... 在临近空间区域内飞行的高超声速飞行器对舵面操纵特性提出了严苛的要求,在高空高速条件下主翼对舵效有严重影响。通过风洞试验对带全动舵升力体的高超声速升阻特性进行了研究,发现由于主翼的遮挡效应,负舵偏比同舵偏值的正舵偏对升力体升阻特性影响更明显。数值模拟结果显示在舵偏角从-20°～20°变化过程中,由于主翼与舵面之间气流干扰造成舵面上下压差变化复杂,-12°～2°舵偏产生抬头铰链力矩,其余正负舵偏均产生低头铰链力矩,主翼后缘上表面的分离线随攻角增加逐渐前移,迎风面高压气流通过翼舵之间缝隙向上发展,使得舵上表面再附线后移,翼舵之间均有明显的横向流动。 展开更多

关键词 临近空间 高超声速飞行器 升力体 翼舵干扰

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高超声速飞行器攻角特性数值研究 被引量：6

7

作者 黄伟 王振国 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期561-564,568,共5页

采用二维耦合隐式欧拉方程对高超声速飞行器内定常无粘流场进行了数值仿真。离散采用二阶迎风格式，分析了攻角变化（-10°～7°）对高超声速飞行器分别处于进气道关闭、发动机通流及发动机点火3种不同工作状态下飞行性能的影... 采用二维耦合隐式欧拉方程对高超声速飞行器内定常无粘流场进行了数值仿真。离散采用二阶迎风格式，分析了攻角变化（-10°～7°）对高超声速飞行器分别处于进气道关闭、发动机通流及发动机点火3种不同工作状态下飞行性能的影响。结果表明，当攻角在-10°～7°之间变化时，飞行器的升力系数和升阻比都是随着攻角的增大而不断增加；而俯仰力矩系数却是随着攻角的变化，先增大后减小；在进气道关闭时，随着攻角的不断增大，飞行器的阻力系数亦不断增加。在其他2种工作状态下，随着攻角的增大，飞行器的阻力系数是先减小，后增加，且变化较缓慢，但阻力系数在3种工况下总的趋势是随着攻角的增大而增大。 展开更多

关键词 高超声速飞行器 攻角 升力系数 阻力系数 升阻比 俯仰力矩系数

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粘性对高超声速飞行器攻角特性影响研究 被引量：2

8

作者 黄伟 柳军 +1 位作者 罗世彬 王振国 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第5期15-19,共5页

采用二维耦合隐式NS方程和标准髓￡湍流模型对高超声速飞行器在进气道关闭、发动机通流以及发动机点火工作状态下的内外流场进行了数值仿真研究，离散采用二阶迎风格式，分析了在不同攻角（-10°～7°）条件下，粘性对处于三种... 采用二维耦合隐式NS方程和标准髓￡湍流模型对高超声速飞行器在进气道关闭、发动机通流以及发动机点火工作状态下的内外流场进行了数值仿真研究，离散采用二阶迎风格式，分析了在不同攻角（-10°～7°）条件下，粘性对处于三种不同的工作状态下高超声速飞行器升力特性、阻力特性以及俯仰力矩特性的影响。结果表明，粘性对处于发动机通流和发动机点火工作状态下的飞行器气动一推进性能影响显著，尤其是阻力特性，粘性阻力占总阻力的比重超过50％。 展开更多

关键词 高超声速飞行器 粘性 升力特性 阻力特性 俯仰力矩特性

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尾喷管构型对高超声速飞行器性能影响研究 被引量：2

9

作者 黄伟 柳军 +1 位作者 罗世彬 王振国 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2008年第4期161-164,共4页

采用二维耦合隐式欧拉方程对高超声速飞行器内定常无粘流场进行了数值仿真,离散采用二阶迎风格式,分析了尾喷管倾角为8°、11°、13°和15°时,对高超声速飞行器分别处于进气道关闭、发动机通流以及发动机点火三种不同... 采用二维耦合隐式欧拉方程对高超声速飞行器内定常无粘流场进行了数值仿真,离散采用二阶迎风格式,分析了尾喷管倾角为8°、11°、13°和15°时,对高超声速飞行器分别处于进气道关闭、发动机通流以及发动机点火三种不同的工作状态下性能的影响。结果表明当尾喷管倾角为11°时,飞行器的升力特性、阻力特性和俯仰力矩性能得到了较好的权衡,性能得到了较大的提高,为下一步的改进工作提供了参考。 展开更多

关键词 高超声速飞行器 尾喷管 升力特性 阻力特性 俯仰力矩特性

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类双锥型升力式返回器横航向不稳定性分析及改进

10

作者 陈刚 孙雪 +3 位作者 李广兴 赵丹 马建颖 何程 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期2800-2809,共10页

类双锥型升力式返回器的横航向稳定性对其理想再入策略的实施构成严苛的约束,且在设计阶段需要进行专门分析。针对类双锥型升力式返回器的标称再入过程,使用数值仿真方法计算该飞行器在全速域、宽迎角范围内的横航向稳定性,结合流场特... 类双锥型升力式返回器的横航向稳定性对其理想再入策略的实施构成严苛的约束,且在设计阶段需要进行专门分析。针对类双锥型升力式返回器的标称再入过程,使用数值仿真方法计算该飞行器在全速域、宽迎角范围内的横航向稳定性,结合流场特征分析亚/跨/超声速速域内的横航向稳定性突变规律;重点分析涡流发生器、航向增强型面、重心偏置对横航向稳定性的影响及其作用机理,最终确定了航向舵偏转与重心偏置相结合的方案就是最佳横航向增稳方案。 展开更多

关键词 升力式返回器 高超声速 横航向稳定性 流动机理 增稳措施

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高超声速再入飞行器气动布局多目标优化 被引量：1

11

作者 樊博璇 陈桂明 曹逸群 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期1639-1650,共12页

气动布局的多目标优化是飞行器设计中的关键技术。提出一种新的高超声速再入飞行器气动外形参数的多目标优化方法,证明外形优化对高超声速流下飞行器性能的影响。通过实例仿真对飞行器所受阻力和升力对制导性能影响进行详细验证分析,将... 气动布局的多目标优化是飞行器设计中的关键技术。提出一种新的高超声速再入飞行器气动外形参数的多目标优化方法,证明外形优化对高超声速流下飞行器性能的影响。通过实例仿真对飞行器所受阻力和升力对制导性能影响进行详细验证分析,将飞行器落点圆概率偏差、末速大于500 m/s的占比、最大飞行过载小于60g的占比这3个性能指标作为优化目标,将升力特性作为中间参数,将气动布局优化问题分解为2个子问题,通过基于搜索算法的升力特性优化和基于改进的模拟退火算法的外形参数优化,减少优化计算时间、提升计算效率、实现对飞行器主体和襟翼的气动布局优化、获得高超声速流下的最佳飞行器外形。仿真结果表明:在确定的约束条件下,优化算法增加了飞行器在超音速流下的气动升力,有效提高了升阻比。在不影响最大飞行过载的前提下,优化后的飞行器表现出更高的气动性能,显著提升了命中精度,同时末速也满足指标要求,制导系统性能得到有效改善。 展开更多

关键词 高超声速再入飞行器 气动布局 升力特性 模拟退火组合优化算法 优化设计

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“高超声速多体分离试验技术与计算分析”专栏简介

12

作者 《空气动力学学报》编辑部 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2023年第5期76-76,共1页

空天飞行器是一种可水平起降,并自由穿梭于稠密大气层、临近空间和近地轨道的新一代可重复使用天地往返飞行器,两级入轨因其廉价、可靠、快速、便捷的特点成为实现空间高效进入的优选方案。而一、二级安全分离直接决定了空天飞行的成败... 空天飞行器是一种可水平起降,并自由穿梭于稠密大气层、临近空间和近地轨道的新一代可重复使用天地往返飞行器,两级入轨因其廉价、可靠、快速、便捷的特点成为实现空间高效进入的优选方案。而一、二级安全分离直接决定了空天飞行的成败,是实现两级入轨的关键技术。在高超声速飞行条件下的多体分离过程中,助推级与轨道级之间存在非常复杂的干扰流场,流动从缝隙流到小通道流再到大通道流,多波系结构快速变化,激波/激波干扰、激波/边界层干扰严重。在高超声速分离情况下,如果不能对具有大升力面的两级气动特性及分离干扰流场进行精确预示,容易导致控制不当,发生碰撞。 展开更多

关键词 近地轨道 激波干扰 高超声速飞行 缝隙流 稠密大气层 空天飞行器 优选方案 升力面

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基于模糊PID的直/气复合再入控制方法研究 被引量：6

13

作者 高晨 马文涛 张庆振 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第A01期146-148,共3页

升力式高超声速再入飞行器气动力、气动热耦合环境复杂,不确定性和干扰较大,一般采用直接力/气动力的复合控制方式。针对飞行环境特点和不同控制机理构成的复合控制模式,提出了一种基于模糊PID的直接力/气动力复合控制方法,该方法通过... 升力式高超声速再入飞行器气动力、气动热耦合环境复杂,不确定性和干扰较大,一般采用直接力/气动力的复合控制方式。针对飞行环境特点和不同控制机理构成的复合控制模式,提出了一种基于模糊PID的直接力/气动力复合控制方法,该方法通过对气动力控制与直接力控制两个子系统分别设计模糊PID控制器,并设计了一种复合控制方案。最后针对某型升力式高超声速再入飞行器的纵向姿态复合控制进行了仿真验证,仿真中综合考虑了气动参数的误差、测量误差、大气干扰与大气环境的不确定性。仿真结果表明,所设计的模糊PID控制器较传统的PID控制器具有更好的控制性能,更强的鲁棒性和自适应能力。 展开更多

关键词 升力式高超声速飞行器 再入 直接力/气动力复合控制 模糊PID控制器

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一种基于模糊控制的平稳滑翔再入制导律 被引量：5

14

作者 周锐 张宇航 +1 位作者 熊伟 史智广 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期197-206,共10页

针对升力式高超声速飞行器(LHV)再入滑翔过程中的周期性振荡现象,提出了一种基于模糊推理与控制的反馈调节方法以抑制振荡实现平稳滑翔。纵向制导在落点误差预测及指令校正的基础上,在倾侧角外环控制回路增加以高度变化率及空速作为输... 针对升力式高超声速飞行器(LHV)再入滑翔过程中的周期性振荡现象,提出了一种基于模糊推理与控制的反馈调节方法以抑制振荡实现平稳滑翔。纵向制导在落点误差预测及指令校正的基础上,在倾侧角外环控制回路增加以高度变化率及空速作为输入的模糊控制器对倾侧角指令进行调节,横侧向制导通过航向角误差走廊约束及倾侧角反转逻辑实现大横程条件下的侧向控制。所提方法不依赖于准平衡滑翔条件(QEGC),同时避免了参数化反馈控制律中的反馈项参数设计问题,具有较强的自适应能力。LHV制导实例仿真表明,所提方法可有效抑制振荡现象,满足终端约束及再入走廊约束,方法的鲁棒性也通过Monte Carlo仿真得到了验证。 展开更多

关键词 升力式高超声速飞行器(lhv) 平稳滑翔 预测校正 模糊控制器 再入走廊

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哈尔滨工业大学学报第43卷总目录

15

《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第12期I0001-I0016,共16页

关键词 钢框架结构 柔性航天器 哈尔滨工业大学 哈工大 马放 升力式再入飞行器 超声速飞行器 姜继海 英杰 悬架运动学 刘京 超空泡射弹 刘志勇 学报 连续出版物 目录 检索工具

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